Перейти к содержанию
ФИТО - промышленные теплицы и энергокомплексы

  • записей
    28
  • комментариев
    246
  • просмотров
    8369

Микроклимат теплицы - как его видит контроллер


Greeds74

3171 просмотр

День добрый, уважаемые коллеги!

Наконец-то пришло лето и на юг России, и я просто не удержался и установил систему записи параметров микроклимата на своём балконе в многоэтажке. Увы, поиска опытного хозяйства оказались пока безуспешными - но я не унываю и продолжаю работы над совершенствованием "батута". 

Ниже на фото - моя мини ферма для кухни, руккола и укроп. И именно эту посадку я оснастил датчиками - на фото виден блок конвертеров для датчиков температуры, блок датчика влажности и с другой стороны( не виден на фото) блок датчика освещённости.

 

20200608_071302_.thumb.jpg.f1789b7e8f72af8b14c7cfd134035035.jpg

 

 

 

 

 

Всё это хозяйство опрашивается контроллером, который на фото не виден. А уже контроллер опрашивается микрокомпьютером(нет, это не Raspberry PI), на котором установлена система хранения и архивирования. Всё это запущено и работает. Итак, первый экран - обзор мгновенных значений. Собственно, ничего не надо пояснять - просто набор цифровых значений.

 

overview.thumb.png.b983e5f5f1bec1926b25fc8238147f14.png

 

 

 

 

 

 

А вот тут - графическая выборка из базы за трое суток. Это именно графики параметров, относящихся к влажности воздуха. Лично для меня интересен красный график - это мгновенное значение влажности воздуха без какой-либо обработки. Если накрыть датчик  пластиковым стаканчиком, то график сразу  становится прямым. 

 

Hum.thumb.png.c7f07eccf3f764d9fe0796efb89fb948.png

 

 

 

 

 

 

Ниже - графическая выборка из базы за трое суток датчика освещённости. Вот тут более чётко видно три периода. В первый период было достаточно облачно, и облачность видна в виде этакого "забора" на графике. Второй день был ясным после обеда, а третий день был вообще весь солнечный. Увы, на балкон солнце заглядывает после 15:00,  и поэтому график начинает расти только после этого времени.

 

Light.thumb.png.803088f856a79d6d273324de7a43730f.png

 

 

 

 

 

 

А знаете, чего не хватает на графике? Да, не хватает графика управления механизмами - открытие и закрытие фрамуг, включение подогрева бака с водой, включение и отключение насоса заполнения, включение клапана полива, сигналов с датчика чистоты фильтра, расхода воды из бака, график приготовления  питательного раствора .... И всё это могло бы работать в вашем хозяйстве, помогать вам, быть контролируемым, приносить прибыль, предотвращать ошибки ваших работников и защитать от аварий . Ведь как видите, автоматика за трое суток работы на дала ни одного сбоя, все графики чистые и красивые - и точно также надёжно система бы работала и у вас.

Если есть вопросы -пишите, буду рад обсудить.

  • Нравится 1

12 Комментариев


Рекомендуемые комментарии

Коллеги, ещё немного материалов - выборка за 5 дней работы. Но одного провала, ни одного отказа, хотя монтаж сделан весьма хаотично. Опрос датчиков - каждые 100 миллисекунд, в базу записываются каждые 500 миллисекунд.

 

Выборка за пять дней по влажности

 

 

 

 

 

 

А вот тут - по освещённости

 

Выборка за 5 дней по данным датчика освещённости

 

 

 

 

 

 

Что мне хочется от себя добавить - да, это своеобразный тест на живучесть. Как видите, проходит успешно.

И для тех, кто в теме - система клиент- сервер, на мини-компьютере запущен сервер. Для получения данных я подключаюсь с компьютера, где установлен клиент. Клиентов может быть и не один - так что рабочие места для агронома и для инженера - техника будут обеспечены. Система крайне легко расширяется - подключение нового корпуса теплицы или нового растворного узла будет проходить практически незаметно для остальных работающих частей производства. Имеется возможность подключения и через web- из любого браузера из любой операционной системы, в том числе и андроид.

 

Изменено пользователем Greeds74
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • Модераторы
1 час назад, Greeds74 сказал:

Опрос датчиков - каждые 100 миллисекунд, в базу записываются каждые 500 миллисекунд.

Зачем такая частота записи в базу (архив данных), если у профессиональных систем типа Priva и т.п. – каждые 5 минут и это считается достаточным? И на какой носитель пишутся такие объёмы информации?

Ссылка на комментарий
1 час назад, BKB сказал:

Зачем такая частота записи в базу (архив данных), если у профессиональных систем типа Priva и т.п. – каждые 5 минут и это считается достаточным? И на какой носитель пишутся такие объёмы информации?

Спасибо за интересный вопрос.

В данном примере вообще-то используется профессиональное программное обеспечение, которое как раз и предназначено для быстрого сбора и записи в базу информации. Ещё одна самая важная функция - это предоставление оператору удобного интерфейса для просмотра и изменения параметров, и для управления конечно. Она так и называется - SCADA, от сокращения "Supervisory Control And Data Acquisition".

Вот как внешне выглядит сам микрокомпьютер( я его так называю только образно, на самом деле это вполне взрослый компьютер с Windows 7 x64  и двухядерным Pentium на борту). И самое главное - нет ни одного вентилятора, пассивное охлаждение, SSD жёсткий диск.

Внешний вид компьютера

 

 

 

 

 

А вот как выглядит диск - под базу занято сейчас 230Мб, осталось свободно 10 Gb. Диск довольно небольшой - SSD на 32 Gb.

Диск компьютера

 

 

 

 

 

 

Данные хранятся в реляционной базе данных MySQL. Отклик выборки за 5 дней - около 2 секунд с учётом связи через беспроводную сеть. Запрос - с другого компьютера. 

Могу попробовать сделать запись с минимальным периодом записи 100 мсек - но позже, сейчас надо вот так отработать хотя бы 11 полных дней.

А вообще, конечно же, выбор 5 минут сделан не просто так - всегда для систем с большим накоплением данных это была проблема, так как если не применять специальные методы управления - например, сегментировать большие объёмы, то выборки могут стать слишком долгими, запись в базу становится также долгой и т.д.. Проблем много, но всё это решаемо конечно.

Хотите, поставим вам такую систему? Будете иметь такие же тренды, надёжное управление. Всё это реально!

Изменено пользователем Greeds74
Ссылка на комментарий

Коллеги!

Как и обещал, выборка семидневная из базы данных системы. Итак - ниже данные по влажности воздуха и всем сопутствующим параметрам.

Влажность воздуха

 

 

 

 

 

 

А вот здесь - освещённость и не только.

Освещённость - показания датчика

 

 

 

 

 

 

И теперь ответим на вопрос  - а сколько же потрачено дискового пространства на все эти "жуткие" массивы данных? Ответ на картинке ниже -

hmi_disk7.thumb.png.ae103485521469e7d381c98068268153.png

 

 

 

 

 

 

Да, коллеги, именно так - 20 Мб за два дня. При этом, данные в базе сохраняются через каждые 500 миллискунд. Сохраняются без потерь, и данные достоверны. И самое главное, доступны для понимания - вы это сами видите.

Конечно, такой результат невозможен без долгой и кропотливой работы по созданию и отработке технологий - но основной этап пройден, технологии получены.  У нас ушло два года на это, и не мудрено - существующие решения были либо слишком домашние, либо слишком дорогие для нашего потенциального потребителя.  

 

Ниже вы можете видеть начало сборки одного из наших блоков для гидропоники. Заказ небольшой, но, как говорил один товарищ, "Батут работает". 

 

Заказ первого блока гидропоники

 

 

 

 

 

И да, оборудован специализированным программируемым логическим контроллером российского, а именно нашего производства. И это никакой не азиат - он может быть собран вообще на микроконтроллерах российского производителя.

Проект iTeplica активно развивается, и наша цель -  надёжная индустриализация агропромышленного комплекса.

Пишите, буду рад ответить на ваши вопросы.

 

Изменено пользователем Greeds74
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
Уважаемые коллеги!
Вот и пришло время для отчёта по 10-му дню.
 Начнём с влажности воздуха. Как видите, уже становится любопытно - видна тенденция.

 

Влажность воздуха за 10 дней

 

 

 

 

 

 

Но гораздо интереснее график освещённости.  Видите на графике, что мощность светового излучения явно меньше в конце графика, чем в начале? Если бы ваша система имела подобный инструмент, многие вопросы нашли бы ответы. 

 

Light10.thumb.png.7cdb8e0cb4fb80be0e08805460e60793.png

 

 

 

 

 

 

И к вопросу о съеденных мегабайтах - вот и картинка. Никакого фотошопа!

HMI_disk10.thumb.png.1b93d362059ab8d90067021f9241ad93.png

 

 

 

 

 

 

И теперь вопрос со скрытым смыслом - что же можно такого понять из этих графиков? Да немало - ведь как сами понимаете, на этих графиках самое страшное для меня, как для разработчика, были бы так называемые "иголки" - непонятное и резкое изменение сигнала.  Что же - на графиках освещённости есть нечто похожее в двух местах. Первое сделал я сам своими руками - удивившись, что показания освещенности стабильны, прикрыл датчик рукой.  А вот на картинке колебание, авторство которого мне не принадлежит.

Вот что делает уборка

 

 

 

 

 

 

Видно резкое изменение освещённости и некий колебательный процесс. Тут поможет только опрос всех, кто имел доступ - и да, беседа выявила нарушителя спокойствия датчика. Супруга, протирая подоконник, прикрыла сенсор рукой и немного его качнула.  Но не имея этих замечательных графиков, не имея этой стабильности, я не смог бы этого установить. И это был первый случай , когда  эта модификация системы помогла понять, какие процессы и нештатные ситуации происходили в момент моего отсутствия.

А ведь подобная система могла бы помогать вам в работе, а не безучастно собирать данные для графиков на балконе. "Детские" болезни, присущие системам, произведённым в России, решены и уже не будут тревожить. Система гибка в конфигурации и легко собирается. Графики позволяют воспринять большой объём данных за несколько секунд.

А тем, кто скажет, почему на этой картинке есть колебания, скидка 10% на покупку системы.

Изменено пользователем Greeds74
Ссылка на комментарий

Уважаемые  коллеги!

Картинки это хорошо, но это скучно. Поэтому подготовили для вас видео - что такое и как работает SCADA система.

 

Изменено пользователем Greeds74
Ссылка на комментарий

А цвет фона графиков менять возможно? Мне кажется что смотреть в черный квадрат несколько утомительно. Ну и зря Вы так про влажность. Для агронома это пренаиважнейший параметр, так же как, впрочем и для растений.

Ну а в целом -  весьма неплохо!

Ссылка на комментарий

Добрый день!

Увы, цвет фона пока такой, как есть по умолчанию, то есть чёрный. Но при печати фон будет изменён на белый . Влажность конечно, важный параметр... И знаете, что я заметил? Через минут 5  после полива амплитуда значений, а именно размах влажности, увеличивается, причём заметно.

За отзыв спасибо - значит, не зря трудимся.

Ссылка на комментарий

В данном случае это даже не грядка, а вот такая кассета - на фото ниже показана. И видно датчик влажности - как раз справа внизу на кассете его видно.

20200608_071302_.thumb.jpg.a9d5a6272c02b4e5943a8bb5839f1dbf.jpg

 

 

 

 

 

В нижнем поддоне стоит вода - скорее всего, испарение так и воздействует на показания. Как вода уходит - размах показаний уменьшается. При помещении датчика в пластиковый стаканчик колебания вовсе уходят...

Поначалу грешил на сенсор  - но у меня их три модификации с разными датчиками, и у всех картина показаний похожая.

Ссылка на комментарий
  • Модераторы
3 часа назад, Greeds74 сказал:

Увы, цвет фона пока такой, как есть по умолчанию, то есть чёрный.

1) Чёрный цвет фона действительно придаёт оригинальность, но затрудняет просмотр. Может быть линии графиков сделать толще?

2) Внимательно просмотрел последний ролик. Почему во вкладке/разделе "Свет" отображается освещённость в люксах, а [световая] энергия в джоулях? Что конкретно измеряет применённый датчик – облучённость или освещённость? Light7.png

Зачем здесь вообще 3 вида "световых энергий" и одна "энергия света"?

 

Изменено пользователем BKB
Ссылка на комментарий
1 час назад, BKB сказал:

1) Чёрный цвет фона действительно придаёт оригинальность, но затрудняет просмотр. Может быть линии графиков сделать толще?

Да, толщина и цвет линий может изменяться пользователем.

 

1 час назад, BKB сказал:

2) Внимательно просмотрел последний ролик. Почему во вкладке/разделе "Свет" отображается освещённость в люксах, а [световая] энергия в джоулях? Что конкретно измеряет применённый датчик – облучённость или освещённость? 

Для начала немного разберёмся в терминологии. Итак, первое, что непосредственно производит замер этот сенсор - это освещённость в [люкс]. Для перевода в [Джоуль] используется метод кусочно - линейной аппроксимации согласно таблицы вот из этого источника.

 

В своё время эта тема вызвала живейший интерес, и файл из-за фона метко прозвали "жёлтая" таблица.

1 час назад, BKB сказал:

Зачем здесь вообще 3 вида "световых энергий" и одна "энергия света"?

Верно, первоисточником этих трёх параметров является результат предыдущей аппроксимации. Но второй параметр  - через фильтр с шириной 1 минуту( собственно, интегратор), и третий параметр - через фильтр аж 10 минут. Если мы сравним второй и третий параметры, то получаем либо увеличение параметра, либо уменьшение. Для некоторых алгоритмов управления такие параметры буду просто находкой. А теперь - картинки с увеличением и уменьшением параметра.

Картинка ниже - показан участок увеличения освещённости.

UP.thumb.png.991cd9f897e476fc96cdcd19bb1bba4f.png

 

 

 

 

 

 

А вот здесь - участок уменьшения освещённости.

Down.thumb.png.099f9c9136b31996cc0bfbeaf25dde85.png

 

 

 

 

 

 

Позволю себе повториться - когда есть данные и есть инструмент для удобного отображения, это настолько меняет сам стиль работы!

Изменено пользователем Greeds74
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
×
×
  • Создать...